关于建筑框架结构设计原则与措施问题探究

摘 要：在当前建筑行业中，建筑框架结构设计已成为了大家所公认的模式，无论是工业建筑还是民用建筑，建筑框架结构的设计方案已经在各个领域得到广泛的应用。但是，随着社会发展的不断需要和改善，建筑框架结构设计也面临这一系列的问题。基于此，本文对建筑框架结构设计的有效方法进行了探讨。

关键词：建筑框架结构；设计原则；措施

1 建筑框架结构的概念

框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠巖、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。

2 框架结构设计原则分析研究

2.1 抓大放小

在框架结构结构体系中具有“强柱弱粱”“、强剪弱弯”等的说法也是钢结构设计中非常重要的概念。关键时刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是为了得。

2.2 道防线

层层设防的结构体系才是安全的，灾难到来，在抵抗外力时所有结构都在通力合作，前仆后继。此时，假如把“生存”的希望仅仅寄托在某单一的构件上，将会非常危险。比如土建结构中单片墙相较于多肢墙要差，纯框架相较于框架剪力墙要差等，这便是多道防线的设计思路。

2.3 刚柔并济

刚柔相济是合理的建筑结构体系必须要具备的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？我个人认为刚多点使工程不经济，造成造价过高，而且应变能力差。柔多一点虽然造价便宜但是必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供精确答案。

2.4 打通关节

浑然一体是所有理想的结构体系必须要具备的，也就是说结构体系中不存在任何关节，只有这样的结构体系才能使任何外力都能迅速传递和消减。

3 框架结构设计原则与相关措施

在目前的建筑工程项目中，框架结构是一种最为常见的建筑结构体系，其在施工设计的过程中是全凭梁柱结构共同构成的一种综合性承重体系，这种承重体系是利用梁柱结构的系统性和共同性来抵抗相关的水平荷载与竖向荷载的一种工作模式。在这种工作模式中。这种框架结构体系的应用给建筑结构的施工与建设提供了良好的理论依据，也为工程建设事业的顺利发展指明了新的道路和发展方向。

3.1 设计原则

在设计的过程中，抗震原则是框架结构设计的首要原则，这也可以说是目前各类工程项目中都必须面临和应对的一种热点话题。尤其是自汶川地震以来，地震造成的社会影响与人员伤亡触目惊心，使得社会各界人士在工程建设中对于房屋抗震设计都提出了新的要求。因此来说，在目前的设计工作中，做好相关的抗震设计就十分必要，这对于确保建筑结构整体安全性十分有效。同时对于雨棚在设计中，需要进行系统全面的处理与总结，要能够确保各种工程项目在设计工作中都能够发挥出其应有效能。

3.2 设计措施

3.2.1 基础宽度和面积的计算

在计算基础宽度和面积时，往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详，导致基础宽度或面积不足。如墙体上作用有较大集中力的情况，当墙体上有较大的集中力作用时，通过墙体和基础可将集中力向地基扩散，但这种扩散是有一定范围的，且基底土反力并不均匀分布。若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度，则导致局部基础宽度不足。因此，必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求。通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题。目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的，对部分梁而言，尽管相交梁截面尺寸不同，相互之间却不存在主、次梁关系，设计人员在绘制施工图时，应注意配筋形式与受力分析相匹配。同时建筑师要求结构工程师在当前施工和设计中将这个模式和分析情况作为综合的设计心理和设计模式进行管理与控制。结合当前社会发展措施对框架结构进行严格分析，异性框架加工形式已成为当前建筑结构设计中广受人们欢迎的形式之一。

3.2.2 钢筋混凝土保护层厚度的取值

混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀，并保证钢筋的粘结锚固性能，直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能，但由于设计人员的不重视，常会出现以下问题：①梁或柱中，只注意到主筋的保护层厚度，而忽略了箍筋的保护层厚度，造成箍筋外露或保护层厚度不足；②主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失，直接影响到构件的安全性；③地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同，根据规范要求，应采取不同的保护层厚度。

3.2.3 在框架结构设计中，注意纵向框架设计

现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对于非抗震设计，而纵向地按普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法符合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。

3.2.4 技术人员能力素质问题

我国建筑结构设计专业在高校中得到普及，专业人才也在不断增加，但是在实际工作中，这些高校的毕业生所掌握的知识多为理论层面，与实际建筑结构设计工作需求产生脱节。这要求当下的建筑框架结构设计人员应该增强个人的专业知识。另外一些经验丰富的设计人员依靠其较强的能力不主动学习新知识，对待工作态度不积极，工作存在不细致、拖延的情况。如嵌固端设置问题，一些设计人员因工作不细致或技术不扎实，在嵌固端楼板设计、结构抗震缝设计和嵌固端位置相互协调等问题上出现差错，对后期的结构设计和工程施工带来了巨大的安全隐患。另外，随着科技的发展和时代的进步，建筑结构设计相关知识更新换代的速度将会加快，建筑框架结构设计工作人员必须掌握用于建筑的各种新材料、新技术等专业知识。这要求工作人员能够根据社会需要不断的完善自身的专业知识和提升个人实际设计能力。

4 结语

随着经济的高速发展，我国建筑发展迅速，设计思想在不断更新，建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，这就给结构设计和施工提出更高的要求。采用框架结构形式，可形成内部大空间，能进行灵活的建筑平面布置，因此，框架结构体系在结构设计中应用甚广。本文以上是在工程设计中对框架结构设计的认识体会，希望这些设计体会能给各位同行在今后的工程设计中有些帮助，以提高工程设计的质量。

参考文献：

[1] 曲浩.浅谈对建筑框架结构设计的认识[J].科技致富向导，2013.

[2] 吴良平.浅谈建筑框架结构设计[J].江西建材，2014.

作者简介：

吴百玉（1982—），性别：男，民族：汉，籍贯：山东东营广饶，学历：大学，职称：工程师，研究方向：结构设计。